Применение электрического метода нанесения нелегированного белого чугуна, используемого в конструкциях и при ремонте сельскохозяйственных машин

Abstract

В настоящей статье рассматриваются особенности применения нелегированного белого чугуна в изготовлении металлических конструкций, а также при восстановлении сельскохозяйственных машин и орудий, с акцентом на повышении их важных свойств, таких как износостойкость и жаропрочность. В современных научных исследованиях и производственной практике повышение износостойкости достигается путем применения дорогостоящих сплавов, а также путем легирования, нанесения прочных высокозатратных материалов и технологий. Авторами показана методика термической обработки доменного чугуна с исключением выделения графита, что позволило сформировать ледебуритную структуру, обладающую высокой микротвердостью и стабильными физико-механическими характеристиками при воздействии высоких температур. На основе экспериментальных данных установлено, что кратковременная жаропрочность чугуна без графита составляет 273 МПа при 700 °С, 201 МПа при 800 °С и 170 МПа при 900 °С, что превышает показатели многих дорогостоящих легированных чугунов. Дополнительно рассмотрены результаты модифицирования чугунного расплава с использованием ферросплавов, позволяющих получить структуру с шаровидным графитом, что обеспечивает значительное повышение прочности и пластичности материала. Представлены результаты экспериментальных и производственных исследований, проведенных на базе Кузнецкого и Юргинского машиностроительных заводов в Кемеровской области - Кузбассе. Авторами экспериментально выявлено, что применение нелегированного белого чугуна, подвергнутого термической и структурной модификации, позволяет не только снизить стоимость производства, ремонта и восстановления деталей, но и повысить их эксплуатационные характеристики, что делает его перспективным материалом для нуужд агропромышленного комплекса России, и он может являться новым направлением научных изысканий в области металловедения.

The purpose of the study is to examine the features of using unalloyed white cast iron in manufacturing metal structures, as well as in restoring agricultural machinery and implements, focusing on improving their important properties, such as wear resistance and heat resistance. In modern scientific studies and production practice, increased wear resistance is achieved through application of expensive alloys, as well as through alloying, coating with durable, high-cost materials and other technologies. The authors show a method of heat treatment of blast furnace cast iron excluding graphite precipitation, which allowed the formation of a ledeburitic structure with high microhardness and stable physical and mechanical characteristics when exposed to high temperatures. Based on the experimental data, it was found that short-term heat resistance of cast iron without graphite is 273 MPa at 700°C, 201 MPa at 800°C and 170 MPa at 900°C, which exceeds the performance of many expensive alloyed cast irons. Additionally, the study has considered the results of cast iron melt modification using ferroalloys, which make it possible to obtain a structure with spherical graphite, which provides a significant increase in strength and ductility of the material. The article presents the results of experimental and production studies conducted at the Kuznetsk and Yurginskii machine-building plants in the Kemerovo region, namely in Kuzbass. The authors have revealed experimentally that application of unalloyed white cast iron, subjected to thermal and structural modification, allows not only for reducing the cost of production, repair and restoration of parts, but also for increasing their operational characteristics, which makes it a promising material for the needs of the Russian agro-industrial complex and may be a new direction of scientific research in the field of metal science.